Abenteuer Strom - Spielzeug und Messungen - von Ferriten, Kabel und Filter:)

[Kellerkind]

Ja Stephan,

toll ausgeführt und erklärt!

[Rainer]

Ich nenne mit Absicht keinen Namen, aber hatte einen 5k DAC hier, der beim Hören sofort suggerierte: Ohne Netzfilter ist der kaum zu ertragen. Einen addiert, Voila, tatsächlich erträglicher. Aber dennoch kein "haben wollen". Wieso muss ich bei 5K Unkosten noch Schwächen der Entwicklung ausgleichen ? Ne lass ma.

Eine ähnliche Frage stellt sich mir ebenfalls, wenn ich mir einen RME ADI DAC kaufe für 1K und der dann nach etlichen Jahren zufriedener Kundschaft plötzlich erst sein wahres Potenzial offenbart, wenn ich für weitere 1k ein 12V Wundernetzteil jahrelanger Entwicklungsarbeit dazu kaufe, nachdem die Firma selbst in ihren Betriebsanleitungen stets darauf hinwies, das eine einfache Versorgung zwischen 9-15 Volt völlig ausreicht.

[SolidCore]

Hallo Rainer

Ich bin eher geneigt zu glauben, das dieses Beipack Schaltnetzteil ab Werk beim RME zurück ins Netz streut, und bei anderen Geräten hörbare Auswirkungen erzeugt.
Der RME einzeln auf einem Messplatz, und nur an seinen Ausgängen gemessen, scheint dahingehend ja keine/kaum Wirkung zu zeigen. Beim Ether-Regen Netzwerk-Switch war das so. Das mitgelieferte NT brauchtest nur in die Hifi-Leiste stecken, auch ohne Regen, und schon hörte man eine leichte Unruhe in der Musik. Damals hatte ich jedoch noch keine Netzfilter.
Der Regen hat intern gute Linear-Regler LT3045 verbaut. 
Die einfachste Methode, um sowas festzustellen, sehe ich im LHY Akkunetzteil. Da hat man galvanische Trennung vom Netz, aber ebenso eine sehr saubere Ausgangsspannung mit kleinstem Ripple. Wenn dieses bedeutend besser klingt, taugt entweder das Beipacknetzteil nix, oder das Stromnetz ist stark verseucht. Hinzu hat man eine "Referenz", den gleichen Klangvorteil auch mit anderem NT oder Filter zu lösen. 

Gruß
Stephan

[t g]

n'amd allesamt,

Im Analogforum fand ich auch mal eine Aussage wie (sinngemäß): Wenn ein beliebiges Gerät so überrragend von Netzfiltern profitiert, ist es schlicht und einfach eine Fehlkonstruktion.

bei allem nötigen respekt - aber ich halte das für eine ziemlich dumme aussage in dem forum. jedes gerät ist dem ausgeliefert, was die kabel eingänge (und weniger, aber auch die -ausgänge) ins gerät reinbringen. wie es dann damit umgehen kann ist von einigen variablen abhängig. formal schonmal von CMRR und PSRR des geräts, sowie sinnvollem decoupling.. z.b. sparen sich oft genug große hersteller meist die 0,1 cent für die beiden 100n kera's von +-Vop zu schaltungsmasse (womit ich nicht sagen will, das die immer notwendig wären). ob nun ein gerät vorrichtungen dagegen selber drin hat oder wenn nicht außen eingeschleift werden sollten, macht für mich keinen unterschied. man muß es eben nur austesten für sich (gerade was netzfilter betrifft). aber ein gerät als fehlkonstruktion zu bezeichnen nur weil es einfach aufgebaut ist und mit derartigen störungen weniger gut umgehen kann, ist "mutig" von dem typen. netzteile sind da nochmal ein ganz anderes thema.

[P_Koax]

Eine ähnliche Frage stellt sich mir ebenfalls, wenn ich mir einen RME ADI DAC kaufe für 1K und der dann nach etlichen Jahren zufriedener Kundschaft plötzlich erst sein wahres Potenzial offenbart, wenn ich für weitere 1k ein 12V Wundernetzteil jahrelanger Entwicklungsarbeit dazu kaufe, nachdem die Firma selbst in ihren Betriebsanleitungen stets darauf hinwies, das eine einfache Versorgung zwischen 9-15 Volt völlig ausreicht.

Hallo Rainer
Da muß die Marketing Abteilung schon mächtige Klimmzüge machen um das richtig rüber zu bringen

[Kellerkind]

Eine ähnliche Frage stellt sich mir ebenfalls, wenn ich mir einen RME ADI DAC kaufe für 1K und der dann nach etlichen Jahren zufriedener Kundschaft plötzlich erst sein wahres Potenzial offenbart, wenn ich für weitere 1k ein 12V Wundernetzteil jahrelanger Entwicklungsarbeit dazu kaufe, nachdem die Firma selbst in ihren Betriebsanleitungen stets darauf hinwies, das eine einfache Versorgung zwischen 9-15 Volt völlig ausreicht.

Hallo Rainer
Da muß die Marketing Abteilung schon mächtige Klimmzüge machen um das richtig rüber zu bringen

Ich denke das nun nicht.

Klimmzüge machen die High Ender, die die Adis anwenden.

In der Musikerszene hat da meines Wissens nie einer über die Beipacknetzteile gemeckert -
und der Adi selbst wird davon ja  klanglich nicht beeinflußt.

Es gibt jedoch Geräte auf dem Hifi Markt, die sich vom Netzteil beeinflussen lassen -
insbesondere Röhrenamps.

Hinzu kommt, daß in den letzten 8 Jahren hierzulande erheblich mehr Belastungen ins Netz eingeflossen sind , die alles noch anfälliger machen.

Bei mir stellten sich die DPS 2 als Segen heraus.

In Ländern wie Japan werden die soweit  ich weiß erst gar nicht verkauft!

Hierzulande wurde von den RME Fans - allen voran mir - viele Jahre  um eine High End Lösung von RME gebettelt - nun kann man sie kaufen.

Ich habs dreifach getan und nicht bereut.

Die Netzteile verkaufen sich enorm gut - es wird sogar eine weitere Auflage geben- was mich sehr freut, da kann ich ja auch nochmal zuschlagen für andere Geräte.

Einen Erklärungsbedarf oder Marketingklimmzüge sehe ich keinen - das erklärt sich alles von selbst.

RME haben einem langen Kundenwunsch entsprochen, und werden sicher keine Klangversprechen abgeben, die nur da eingehalten werden können, wo Leute örtlich Probleme mit dem Netz haben.

Deswegen kanns jeder erstmal ausprobieren im Handel.

RME schwatzen das Produkt niemanden auf - und haben es ja erstmal nur in Kleinstserie gefertigt- die war wohl halt schnell weg

[Uwe Mettmann]

Hallo,

bevor der zweite Teil der Untersuchung des EMI-Meters folgt, ein kurzer Rückblick auf den ersten Teil.

Im ersten Teil wurden folgende Untersuchungen durchgeführt:

• Hochfrequente Störaussendung des EMI-Meters über den Stromanschluss
  
• Abweichung der Anzeige des EMI-Meters von dem tatsächlich vorhandenen Störpegel
  
• Linearität der Anzeige des EMI-Meters
  

Hier der Links zum ersten Teil:



Jetzt im zweiten Teil wurde untersucht, ob Netzoberwellen einen Einfluss auf die Anzeige des EMI-Meters haben und ob sich durch Netzoberwellen die hochfrequenten Störaussendungen des EMI-Meters erhöhen.


Messaufbau

Es wurde der Messaufbau genommen, der schon im ersten Teil verwendet wurde:

Allerdings wurde jetzt eine andere AC-Source verwenden. Die jetzt verwendete hat zwei Sinus-Oszillatoren. Dadurch wurde einerseits der 50 Hz Sinus generiert und anderseits ein zweiter Sinus auf einer Oberwellenfrequenz der 50 Hz.


Einfluss der Netzoberwellen auf die Anzeige des EMI-Meters
Zuerst wurde eine Messung ohne Oberwellen durchgeführt:

Anzeige EMI-Meter idealer Netzsinus, ohne Netzoberwellen



Wie zu erwarten, zeigte das EMI-Meter mit 16 mV einen geringen Wert an.

Da am ehesten ein Einfluss von höher gradigen Oberwellen auf die Anzeige des EMI-Meters zu erwarten ist, wurde mit der 40. Harmonischen begonnen, zuerst mit einem Pegel von 1%, entsprechend 2,3 V.

Anzeige EMI-Meter idealer Netzsinus +40. Harmonische (2 kHz) mit 1% Pegel (2,3V)


Auch die 72 mV sind noch ein geringer Wert.

Um einen größeren Einfluss zu erzeugen, wurde der Pegel auf 5% erhöht.

Anzeige EMI-Meter idealer Netzsinus +40. Harmonische (2 kHz) mit 5% Pegel (11,5V)


Die Anzeige hat sich 398 mV deutlich erhöht und das EMI-Meter hat sich mit einem kreischenden Geräusch beschwert.

Um den Einfluss geringer gradiger Harmonische zu untersuchen, wurde die Messung mit der 20. und der 10. Harmonischen wiederholt, wobei der Pegel von 5% beibehalten wurde.

Anzeige EMI-Meter idealer Netzsinus +20. Harmonische (1 kHz) mit 5% Pegel (11,5V)


Anzeige EMI-Meter idealer Netzsinus +10. Harmonische (500 Hz) mit 5% Pegel (11,5V)


Im Grunde kann man zusammenfassen, dass der Einfluss der Netzoberwellen auf die Anzeige des EMI-Meters gering ist. An einer Steckdose sind höher gradige Harmonischen kaum mit einem Pegel von mehr als 1 % zu erwarten und bei den nieder gradigen Harmonischen ist der Einfluss auf die Anzeige des EMI-Meters selbst bei einem Pegel von 5% gering.


Einfluss der Netzoberwellen auf hochfrequenten Störaussendungen des EMI-Meters

Nun, wenn also Netzoberwellen die Anzeige des EMI-Meters erhöhen, kann das zwei Ursachen haben. Einerseits könnte der Hochpassfilter am Eingang des EMI-Meters nicht steil genug sein, so dass die Netzoberwellen auf Anzeige des EMI-Meters durchschlagen, und anderseits könnte durch die Netzoberwellen das EMI-Meter einen höheren Pegel an hochfrequente Störaussendungen am AC-Anschluss produzieren, die dann das EMI-Meter natürlich anzeigt.

Der zweite Fall wurde untersucht. Zuerst wurde natürlich wieder eine Messung durchgeführt, bei der das EMI-Meter mit einem idealen Netzsinus versorgt wurde.

AC-HF-Störspannung des EMI-Meter idealer Netzsinus


Anschließend wurde die 40. Harmonische mit einem Pegel von 1% aufgeprägt.

AC-HF-Störspannung des EMI-Meter idealer Netzsinus +40. Harmonische (2 kHz) mit 1% Pegel (2,3V)


Man sieht, dass sich tatsächlich die HF-Störspannung erhöht, wenn Netzoberwellen vorhanden sind.

Als nächsten Schritt wurde der Pegel auf 5% erhöht.

AC-HF-Störspannung des EMI-Meter idealer Netzsinus +40. Harmonische (2 kHz) mit 5% Pegel (11,5V)


Durch den höheren Pegel ist die AC-HF-Störspannung des EMI-Meters deutlich angestiegen.

Interessant ist auch noch die Frage, wie der zeitliche Verlauf der Störung aussieht, also vergleichbar mit der Messung mit einem Oszilloskop. Diese Messung ist aber nur auf einer Frequenz möglich. Um aber trotzdem ein weiters Frequenzspektrum zu erwischen, habe ich eine große Messbandbreite verwendet (3 MHz). Zuerst wurde die Messung aber wieder mit einem reinen Netzsinus durchgeführt.

Zeitlicher Verlauf AC-HF-Störspannung des EMI-Meter idealer Netzsinus


Anschließend wurde die 40. Harmonische mit einem 1% Pegel aufgeprägt

Zeitlicher Verlauf AC-HF-Störspannung des EMI-Meter idealer Netzsinus +40. Harmonische (2 kHz) mit 1% Pegel (2,3V)


Man sieht, dass durch die Netzoberwellen Nadel mit einem um 20 dB höheren Pegel auftreten.


Zusammenfassung der bisherigen Ergebnisse

Es hat sich gezeigt, dass die Anzeige des EMI-Meter durch Netzoberwellen nicht stark beeinflusst wird. Zwar erzeugt das EMI-Meter selbst durch die Netzoberwellen AC-HF-Störungen, aber da die Anzeige kaum beeinflusst wird, ist das für die Funktion des EMI-Meters von untergeordneter Bedeutung.

Im Schnitt zeigt das EMI-Meter ca. einen um Faktor 10 zu hohen Wert an (siehe Ergebnisse Teil 1 der Messungen). Dies könnte man durch einen Korrekturfaktor berücksichtigen, wenn die Anzeige nicht bei 20 kHz ca. um Faktor 50 zu hoch wäre. Das EMI-Meter zeigt ja nur den Pegel an und da die Frequenz unbekannt ist, ist aus meiner Sicht damit das EMI-Meter unbrauchbar, weil man nicht weiß, welchen Korrekturfaktor man heranziehen muss.

Das EMI-Meter wird erst dann brauchbar, wenn man einen 20 KHz Notch-Filter vor das EMI-Meter schaltet, so dass man dann in dem Mess-Frequenzbereich von 50 kHz bis 5 MHz von einem Korrekturfaktor von ca. 10 ausgehen kann.

Interessant ist noch, dass sich gezeigt hat, dass sich die HF-Störaussendung des EMI-Meters durch Netzoberwellen erhöhen. Wenn das auch beim EMI-Meter wenig Auswirkung hat, habe ich dieses Verhalten schon bei Schaltnetzteilen beobachtet, und die Auswirkungen waren deutlicher ausgeprägt. Durch die Netzoberwellen stiegen die Störaussendungen dieser Netzteile deutlich über den Grenzwert. Beobachtet habe ich, dass dieser Effekt auftritt, wenn der Scheitel des Netzsinus einen welligen Verlauf hat. Im Normalfall ist der Sinusscheitel aber nur abgeflacht und das Problem ist nicht existent. Wird aber die Phase der höher gradigen Netzoberwellen verschoben, so z.B. durch einen Netzfilter mit hoher Dämpfung, die bereits im kHz-Bereich einsetzt, so wird der Sinusscheitel wellig. Zwar hält man dann durch dem Netzfilter externe hochfrequente Störungen fern, dafür produziert dann aber das nachgeschaltete Netzteil selbst hochfrequente Störungen.

Es muss aber auch gesagt werden, dass dieser Effekt, dass Schaltnetzteile durch Netzoberwellen hochfrequente Störungen produzieren, eher die Ausnahme ist. Das Problem ist allerdings, dass man nicht weiß, ob das bei dem Netzteil, welches man verwendet, der Fall ist oder nicht.


Gruß

Uwe

[Kellerkind]

Jau Uwe,

danke für die Megaabhandlung und Arbeit - cool!

Es bleibt beim wichtigen Kernsatz- Zitat Uwe:

Im Schnitt zeigt das EMI-Meter ca. einen um Faktor 10 zu hohen Wert an (siehe Ergebnisse Teil 1 der Messungen). Dies könnte man durch einen Korrekturfaktor berücksichtigen, wenn die Anzeige nicht bei 20 kHz ca. um Faktor 50 zu hoch wäre. Das EMI-Meter zeigt ja nur den Pegel an und da die Frequenz unbekannt ist, ist aus meiner Sicht damit das EMI-Meter unbrauchbar, weil man nicht weiß, welchen Korrekturfaktor man heranziehen muss.

Zitat Ende

Und vor diesem Elend bei der Verwendung von Netzfiltern warne ich schon seit Jahren- Zitat Uwe:

Im Normalfall ist der Sinusscheitel aber nur abgeflacht und das Problem ist nicht existent. Wird aber die Phase der höher gradigen Netzoberwellen verschoben, so z.B. durch einen Netzfilter mit hoher Dämpfung, die bereits im kHz-Bereich einsetzt, so wird der Sinusscheitel wellig. Zwar hält man dann durch dem Netzfilter externe hochfrequente Störungen fern, dafür produziert dann aber das nachgeschaltete Netzteil selbst hochfrequente Störungen. 

Zitat Ende

Auch der Stephan versuchte das leider völlig vergeblich in anderen Foren zu erklären.

Ich wünsch dir noch nen geilen Sonntach!

[SolidCore]

Hallo Uwe

Vielen Dank für den Bericht, als auch deine Bemühungen. 

Eine Frage zum Fazit:
Sehe ich das richtig, das ein Notch-Filter in seiner Berechnung nicht Last- bzw Impedanz-abhängig vom Verbraucher (das EMi-Meter selbst) ist ?
Würde das gerne angehen, um das Emi-Meter dann eben ab 50khz - 5Mhz nutzbar zu machen, damit könnte man arbeiten, wenn man den Faktor berücksichtigt.

@Werner: Eigentlich ist da immer nur einer, der mich unentwegt versucht, mit seinen Theorien zu entkräften. Der Rest sind eher "Mitläufer". Ich nehme an, fachkundige für derlei Bereiche sind sehr dünn gestreut. Was der "Aufsteiger" typischerweise macht, einfach den Filter mit der höchsten Dämpfung wahllos zu verbauen, ist typischer. Das es dann auch mal "mumpfen" kann, wird hingenommen. Wieso auch immer. Ich werd das nie vergessen, wie der extrem hoch filternde Schaffner Tempest den ganzen Bassbereich sowas von bollernd und wummernd gemacht hat. War ein guter Lacher. Der Kollege meinte nur: Schlepp nie wieder son "Schrott" an. Wogegen der Fo-Fosi "falsch herum" mehr Strukturen und weniger "Untöne" erzeugte. Klares Klang-Plus. Im Blindtest hätten den Tempest alle als "Defekt" betitelt. Wohlbemerkt in diesem Fall, an dieser Anlage. Auch weitere Filter an den anderen Geräten haben dies nicht kompensiert.

Beim Thema Netzwerk entstören gibt es wenigstens Eric, der das Thema verstanden hat. Er verfällt nicht dem Irrglaube, Dutzende von Filtern würden die Probleme von billigen Schaltnetzteilen ausgangsseitig verbessern, genau wie die Schaltregler, die in Geräten verbaut sind.

Gruß
Stephan

[Uwe Mettmann]

Hallo Werner,

etwas Entwarnung muss ich schon geben.

Dass durch Netzoberwellen sich die Störaussendungen des Schaltnetzteils erhöhen, dazu müssen aber zwei Faktoren zusammenkommen, einerseits so ein Netzteil, dass eine Welligkeit auf Sinusscheitel nicht verträgt und anderseits so ein stark dämpfender Netzfilter, der auch schon im unteren kHz-Bereich effektiv filtert.

Solche Netzteile sind nicht die Regel und die meisten Netzfilter verschieben nicht die Phase der höheren Netzoberwellen. Das Problem wird praktisch nur selten auftreten.

Blöd nur, man weiß nicht, ob dieses Problem einen betrifft oder nicht. Gerade Netzfilterhersteller für Audioanlagen veröffentlichen technischen Infos normalerweise nicht und man weiß auch nicht, ob eines der Netzteile seiner Audioanlage vielleicht nicht doch so ein Problemnetzteil hat.

Hier mal zwei Messungen solch eines Netzteils:


Wie es der Zufall will, habe ich die Messung vor ein paar Tagen auf meinem Notebook gefunden, obwohl ich nach etwas ganz anderem gesucht hat.

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Hallo Stephan,

du hast recht, das ist abhängig von der Eingangsimpedanz des EMI-Meters. Daher bleibt eigentlich nur ausprobieren. Hier kann ich dir nur anbieten, dass du einfach ein oder mehrere Filter aufbaust und mir schickst. Wichtig ist, dass sie in Kunststoffgehäuse eingebaut sind, weil ich nur Geräte untersuchen kann, die sicherheitstechnisch unbedenklich ist. Nimm einfach ein für das EMI-Meter passendes Netzkabel, schneide es durch und bastele das Kästchen dazwischen.

Anfangen kannst du z.B. mit einer Parallelschaltung von 1 mH und 62 nF. Wähle halt dann noch andere Kombinationen, die die Resonanzfrequenz von 20 kHz ergeben.


Gruß

Uwe